下一代光刻机,太难了!
半导体行业观察·2025-06-05 09:37
高数值孔径EUV光刻技术分析 - 高数值孔径(NA)从0.33提升至0.55,可避免在0.33 NA EUV系统上进行多重图案化,但实际应用中EUV仍实现了双重图案化[1] - 数值孔径增加允许使用更多衍射级数或更宽空间频率范围成像,产生更明亮、更窄的峰值,改善归一化图像对数斜率(NILS)[1][3] - 0.33 NA直接打印图像因散粒噪声更易质量下降,需增加剂量至>100 mJ/cm²,但会降低吞吐量或造成光刻胶损失[3] 多重图案化技术比较 - 将0.33 NA图案分成两次曝光可改善NILS,DUV双重图案化可采用相同分割方法[5] - 按NA比(0.33/0.55)缩放图案后,预期High NA EUV需两次图案化,Low NA EUV需三次,DUV需四次[5] - 通孔图案符合对角网格时,可实现DUV/low NA EUV双重图案化或High NA EUV单重图案化的位置选择[7][9] 高数值孔径的技术挑战 - 数值孔径增大导致焦深减小,光刻胶厚度需小于30纳米,造成50%光刻胶厚度损失[13] - 15纳米离焦即显著影响40纳米间距线路图案,因0.55 NA包含四个衍射级而0.33 NA仅两个[11][13] - High NA EUV曝光难以提供合理光刻胶厚度所需的足够焦深,未来Hyper NA(≥0.75)情况会更差[13] 成像质量影响因素 - 更高空间频率与较低空间频率的相位差增大,导致图像因散焦失去对比度,对线路中断和线切割图案尤其不利[9][11] - 间距30nm的断线情况下,高数值孔径的广泛衍射级次导致焦深相对有限[15]